Лекция №5. Прокачиваемость горючего и присадки для её улучшения

Прокачиваемость горючего и присадки для её улучшения.

Прокачиваемость горючего – характеризует подвижность горючего, способность обеспечивать определенную скорость движения в системах питания двигателя или средствах транспортировки и заправки.

Прокачиваемость характеризуется следующими факторами: вязкостью, упругостью паров, гигроскопичностью, способностью к кристаллизации и застыванию, способностью удерживать во взвешенном состоянии частицы различных загрязнений, поверхностным натяжением, плотностью.

Для улучшения прокачиваемости горючего можно использовать присадки, воздействующие, на все рассмотренные факторы, но наиболее используемыми являются депрессорные присадки, снижающие температуру застывания углеводородного горючего (парафлоу).

Вязкость топлива является одной из основных характеристик котельных и тяжёлых топлив. От неё зависят процессы сгорания топлива, надежность работы и долговечность топливной аппаратуры, и возможность испарения топлива при низких температурах.

Вязкость – внутреннее трение, проявляющееся при относительном движении частиц текущих веществ (жидкостей и газов), способность сопротивляться их взаимному перемещению. Величина вязкости может быть выражена в единицах вязкости динамической, кинематической и в условных единицах.

Единицы условной вязкости - градусы Энглера °E или °BУ. - отношение времени истечения 200мл нефтепродукта при определенной температуре ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при 20°С через калибрированное отверстие вискозиметра.

Кинематическая вязкость измеряется в сантистоксах (сст) и определяется на капиллярном вискозиметре по времени перетекания определенного объёма жидкости через капилляр под действием собственной массы при заданной температуре.

Используют номоргаммы для определения температуры подогрева топлива.

Температура застывания – за температуру застывания принимают ту температуру, при которой топливо теряет подвижность. Топливо, которое хранится при температуре ниже точки застывания, превращаются в твердую массу. При хранении топлива при температуре близкой к точке застывания, возможна частичная кристаллизация. Результатом такого хранения могут быть отложения в танках, засорение фильтров и трубопроводов, невозможность перекачки топлива. В ГОСТах на топливо max величина температуры застывания ограничивается температурой 25^оС, а в зарубежных странах 30^оС.

Температура начала кристаллизации – Это max температура, при которой в горючем не вооруженным глазом обнаруживают кристаллы углеводорода или льда.

Фрикционный состав выражает зависимость между температурой и количеством перегоняемого при этой температуре горючего.

Плотность характеризует фракционный состав, испаряемость топлива, его химические свойства.

№п/п	Вид топлива	Плотность	Температура
1.	Отечественное дизельное топливо	0,867 г/см3	20°С
2.	Импортное дизельное топливо	0,929 г/см3	15°С
3.	Средневязких: Отечественные Импортные	0,935г/см3 0,991г/см3	20°С 15°С
4.	Высоковязких: Отечественные Импортные	1,015г/см3 0,991г/см3	20°С 15°С

Механические примеси могут быть органические и неорганические. Неорганические – ржавчина и песок; органические – кроены и карбиды – твердые частицы, образовавшиеся в топливе в процессе переработки нефти. Содержание механических примесей в различных сортах топлив оговаривается в ГОСТ и колеблется от 0 в дизельных топливах до 1,5% в мазутах.

Содержание воды. В зависимости от количества и дисперсности вода оказывает различное влияние на сгорание топлива. При большом содержании воды в топливе могут возникнуть трудности сжигания топлива в двигателе. Стандарты допускают содержание воды в топливах до 1,5%. Присутствие в топливе мельчайших частиц воды обеспечивает дополнительное распыливание топлива в камере сгорания, и улучшают смесеобразование за счет микровзрывов частиц воды. На этом основано применение водо-топливных эмульсий.

Гигроскопичность и загрязнённость топлива.

Углеводороды и их смеси обладают обратимой гигроскопичностью, они не только поглощают и растворяют воду, но при изменении температуры и влажности окружающего воздуха – выделяют ее.

Углеводороды ограничено растворяют воду в связи с большим различием строения их молекул. Наибольшей гигроскопичностью обладают ароматические углеводороды, наименьшей – алкины.

Существует необратимая гигроскопичность у спиртов.

Причинами загрязнения горючего являются: попадание пыли и влаги из окружающей среды; коррозия внутренних поверхностей топливной аппаратуры, разрушение уплотнительных материалов и антикоррозионных покрытий, технологические загрязнения во время эксплуатации, сборки и ремонта.

Содержание кокса и асфальтена.

Коксовый остаток – массовая доля углекислого остатка (в %), образующегося после сжигания в стандартном приборе используемого горючего или его 10%-го остатка. Величина коксованного остатка характеризует не полное сгорание топлива, таким образом, образовывается нагар.

Содержание кокса в различных марках топлив разное. У дистиллятных топлив не высокое (0,05% – 0,1%). У остаточных крекингированых топлив (порядка 18%). Коксовый остаток отечественных топлив (10%), импортных (22%). Чем выше кокс по Конрадсону тем хуже топливо.

Во время окисления при высоких температурах большая часть смол сгорает, а наиболее тяжелые переходят в полутвердые или твердые высокомолекулярные соединения – асфальтены. В процессе сгорания асфальтены переходят в твердые вещества - карбены и карбиды, составляющие основу кокса и нагара. Содержание асфальтенов от 3,6%, до 12%. Асфальтены увеличивают задержку самовоспламенения топлива. Сгорают очень медленно и часто не полностью. Возрастает тенденция к дымлению и отложению нагара на деталях ЦПГ. Присутствие в топливах асфальтена приводит к шламо и осадкообразованию, и влияет на не стабильность и несовместимость топлив.

Зольность, соли натрия и окислов ванадия.

Зольность – это содержание несгораемого остатка в %-х по массе, образующегося при сжигании испытуемого топлива и прокаливании твердого остатка до постоянной массы.

Предельные содержания золы:

1) Дизельное топливо – 0,02%

2) Моторные – 0,08%

3) Тяжелые – 0,3%

Присутствие в золе отдельных сортов тяжелых топлив содержания окислов ванадия (V₂ O₅) и солей натрия (Na₂SO₄, NaCl) являются наиболее агрессивными составляющими. Они приводят к высокотемпературной коррозии ЦПГ, турбокомпрессора и выпускных клапанов.

Эти составляющие обладают низкой температурой плавления и при попадании на металлические поверхности с температурой выше 550^оС прилипают к ним, вызывая коксование клапанов, растрескивания их седел и прогорания клапана и седла.

Высокотемпературная коррозия клапанов тем интенсивнее, чем больше в топливе ванадия и серы. Положительную роль играют присадки к топливам (магний и кальций) повышающие температуру плавления натрий – ванадиевой золы до 700-900^оС, тем самым уменьшая отложения золы на клапана. Дистиллятные топлива не содержат ванадия и случаи прогорания клапанов более редкие.